活性炭如何影響乙醇生產？

　　活性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理如何影(ying)響(xiang)乙醇(chun)(chun)的(de)(de)生(sheng)產，乙醇(chun)(chun)的(de)(de)一般工藝(yi)是玉(yu)米漿，水解(jie)產品的(de)(de)生(sheng)產是污染的(de)(de)，我們研(yan)究了活性(xing)(xing)炭(tan)處(chu)理和去除有毒(du)物(wu)質(zhi)的(de)(de)*佳條件，以(yi)及(ji)對乙醇(chun)(chun)生(sheng)產的(de)(de)影(ying)響(xiang)。

　　由于近期作物(wu)生產價格上漲(zhang)（如玉(yu)米(mi)、大米(mi)等），以木纖(xian)(xian)維素材料作為生物(wu)乙醇(chun)(chun)生產資源(yuan)引起了極(ji)大的興趣。其中(zhong)，甘蔗(zhe)渣、高粱秸稈、小麥秸稈、稻草、玉(yu)米(mi)秸稈、玉(yu)米(mi)芯和玉(yu)米(mi)殼（即玉(yu)米(mi)纖(xian)(xian)維）目(mu)前正在(zai)研究(jiu)生物(wu)乙醇(chun)(chun)生產資源(yuan)。為此(ci)，研究(jiu)了其可(ke)發(fa)酵糖含量(liang)、*佳發(fa)酵工藝(yi)及其水解(jie)(jie)策略。稀硫酸(suan)溶液(ye)、磷(lin)酸(suan)或(huo)鹽通(tong)常(chang)用(yong)于生物(wu)乙醇(chun)(chun)發(fa)酵前的水解(jie)(jie)。此(ci)外，還采用(yong)酶(mei)水解(jie)(jie)和酶(mei)和稀酸(suan)的組合水解(jie)(jie)。

　　去(qu)除酚類化合物(n = 3)。

　　據報道，酸水解產物中的呋喃衍生物（糠醛和5-羥甲基糠醛）和酚類化合物有毒，可抑制生物乙醇的生產，約0.6-3.0g / l的水平。以前的報告回顧了酸性水解產物的處理。活性炭處理導(dao)致呋喃衍生物減少(shao)(shao)92%，羥甲基糠(kang)醛(quan)減少(shao)(shao)68%，酚類(lei)化合物總量減少(shao)(shao)約1%.25-0.5克/ 升。從(cong)水解產物中去除(chu)有毒物質(zhi)非(fei)常可靠的。

　　水解產物處理活性炭

　　用NaOH水(shui)解產品pH調節至5.5后(hou)，混(hun)合100ml水(shui)解產物和(he)10g活性炭(tan)，然后(hou)通(tong)過真空過濾去(qu)除。

　　去除酚類化合物

　　有毒呋喃衍(yan)生(sheng)(sheng)物(糠(kang)(kang)醛(quan)和(he)5-羥甲基(ji)糠(kang)(kang)醛(quan))和(he)酚(fen)類化合(he)(he)物在(zai)酸解(jie)過程(cheng)中(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)，已知抑制細胞生(sheng)(sheng)長和(he)乙醇生(sheng)(sheng)成(cheng)。在(zai)使用20g玉(yu)米殼和(he)4%(v / v)H 2 SO 水解(jie)物制備(bei)后，我(wo)們通過活性炭(tan)去除了這些化合(he)(he)物。如圖4所示，該過程(cheng)導(dao)致(zhi)2015年總酚(fen)值(zhi).2降至153.3 mg / l，相當(dang)于總酚(fen)類化合(he)(he)物減少92.3%。然后用活性炭(tan)處理的水解(jie)產(chan)(chan)物生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)生(sheng)(sheng)物乙醇，并與未處理的水解(jie)產(chan)(chan)物進行比較。

　　燒瓶培養物(wu)中嗜熱脂肪桿菌(jun)的生長曲(qu)線。

　　生產(chan)燒瓶培(pei)養中的(de)生物乙醇

　　為(wei)了(le)探索酸水解(jie)(jie)玉米殼的(de)(de)(de)活性(xing)炭處理(li)(li)如(ru)何影(ying)(ying)響生物乙醇的(de)(de)(de)生產(chan)，我們進行了(le)兩種燒瓶培養(yang)：一種是未處理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)品，另一種是活性(xing)炭處理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)品作為(wei)酵(jiao)母培養(yang)物的(de)(de)(de)碳源。如(ru)圖(tu)2所示，嗜糖(tang)單胞菌(jun)的(de)(de)(de)細(xi)胞生長曲線在兩種培養(yang)基中是相(xiang)似的(de)(de)(de)，盡管當(dang)(dang)水解(jie)(jie)產(chan)物未經(jing)處理(li)(li)時(shi)(shi)(shi)，OD 600受中等顏色的(de)(de)(de)嚴重影(ying)(ying)響。但是，葡萄糖(tang)、木糖(tang)和(he)阿拉伯糖(tang)的(de)(de)(de)消(xiao)(xiao)耗(hao)量明顯不同(圖(tu)3)。當(dang)(dang)使用(yong)活性(xing)炭處理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)物時(shi)(shi)(shi)，單糖(tang)在培養(yang)192小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)幾乎完(wan)(wan)(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)(圖(tu)3B)，即使在培養(yang)480小(xiao)時(shi)(shi)(shi)后(hou)，當(dang)(dang)使用(yong)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)品時(shi)(shi)(shi)，它(ta)們也沒有完(wan)(wan)(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)（圖(tu)3）A)。例如(ru)，當(dang)(dang)使用(yong)未處理(li)(li)的(de)(de)(de)水解(jie)(jie)產(chan)品時(shi)(shi)(shi)，葡萄糖(tang)消(xiao)(xiao)耗(hao)減慢； 具(ju)體(ti)來說，葡萄糖(tang)在72小(xiao)時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)，而活性(xing)炭在24小(xiao)時(shi)(shi)(shi)內完(wan)(wan)(wan)全消(xiao)(xiao)耗(hao)。

　　熱脂肪芽孢(bao)桿(gan)菌燒瓶培養肉湯TLC分析(xi)。G，A和(he)X分別表示(shi)葡萄糖(tang)、阿拉伯(bo)糖(tang)和(he)木糖(tang)標(biao)準產品。

　　活性炭處理對生物乙醇生產動力(li)學參數的(de)影響

　　為了評估水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理如何影(ying)響(xiang)生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)的(de)動(dong)力學參數，如表1所示(P)特(te)定生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)率(lv)和(he)(he)特(te)定生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)率(lv)(Q p)。當(dang)使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)，在(zai)(zai)此(ci)(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA1和(he)(he)A(即葡(pu)萄糖(tang)(tang)消(xiao)耗(hao)周期(qi)(qi))p略高和(he)(he)Q p未經處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)大于1.6倍(bei)。此(ci)(ci)外，當(dang)使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，在(zai)(zai)此(ci)(ci)期(qi)(qi)間(jian)NA2和(he)(he)A(即木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿拉伯糖(tang)(tang)的(de)消(xiao)耗(hao)周期(qi)(qi))P和(he)(he)Q p未經處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)2.4倍(bei)和(he)(he)3.4倍(bei)。有趣的(de)是，木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿拉伯糖(tang)(tang)在(zai)(zai)生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)中生(sheng)產(chan)(chan)(chan)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)(A2，A3和(he)(he)A4)期(qi)(qi)間(jian)繼續(xu)消(xiao)耗(hao)，使(shi)用未處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)品時(shi)(shi)，木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿拉伯糖(tang)(tang)只在(zai)(zai)NA二(er)期(qi)(qi)開始(shi)消(xiao)費； 從(cong)那時(shi)(shi)起(qi)，生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)開始(shi)與木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿拉伯糖(tang)(tang)同時(shi)(shi)消(xiao)耗(hao)()NA3)。然而，當(dang)使(shi)用活(huo)(huo)性(xing)碳處(chu)(chu)理的(de)水解(jie)產(chan)(chan)(chan)物(wu)(wu)時(shi)(shi)，到(dao)期(qi)(qi)間(jian)A5木糖(tang)(tang)和(he)(he)阿拉伯糖(tang)(tang)已經完全消(xiao)耗(hao)，只有當(dang)生(sheng)物(wu)(wu)乙(yi)(yi)醇(chun)(chun)開始(shi)消(xiao)耗(hao)時(shi)(shi)。

　　綜上所述，本研究(jiu)結果表明，當活性(xing)炭用(yong)于生(sheng)產嗜熱脂肪芽孢(bao)桿菌生(sheng)物(wu)乙醇時(shi)，P和Q p得(de)到(dao)改(gai)善，木糖(tang)/阿拉伯糖(tang)利用(yong)期(qi)間生(sheng)物(wu)乙醇生(sheng)產的持(chi)續性(xing)更好。